桉木常规波动干燥基准及干缩系数文献综述
摘要：桉树（Eucalyptus spp.）又称尤加利树，是桃金娘科、桉属植物的统称。桉树原产于澳洲大陆，属于速生材，由于其生长周期短、适应性强、产量高等特点，被大力发展人工林，用以缓解木材资源不足、森林资源贫乏等问题。重点研究有效预防或减少皱缩和开裂缺陷的干燥基准是桉木干燥技术的关键。桉木属于难干的硬阔叶材，常规干燥基准容易产生较大的含水率梯度，因此建议采用波动干燥基准。桉木的干缩率较高，在各部位的干缩率差异大，且各向干缩率均不同，在干燥过程中易产生开裂、变形现象。因此干缩系数的测定也是斜叶桉干燥技术的重点。关键词：桉木 波动干燥基准 干缩系数
Abstract: Eucalyptus spp. also known as the eucalyptus tree, is a general designation for plants of Mgrtaceae and Eucalyptus. Eucalyptus is native to Australia, be part of fast growing timber. It is mass developed for planted forest to alleviate timber resources and forest reserves lackness as which is characterized by short growth cycle, strong adaptability, and high yield. The key of the drying this species is to study its drying schedule to effectively prevent or reduce shrinkage and cracking defects. E.grandis belongs to those hardwood species which are difficult to dry. it is easy to cause large moisture content gradient when using the regular drying schedule, therefore fluctuation drying schedule is recommended. The drying shrinkage of Eucalyptus is higher than most other plants. Therefore, the measurement of the shrinkage coefficient is also the key point of drying E.grandis.Keywords : Eucalyptus robusta Smith , fluctuation drying schedule , shrinkage coefficient
引言
目前我国已成为全球第二大木材消耗国和第一大木材进口国，如今面临优质木材的短缺和保护，对斜叶桉的合理应用不仅能解决我国大径木材的短缺，更能降低生产成本。国内的桉树大部分用于造纸和人造板，实木木材应用较少。对斜叶桉的实木木材应用必须要先进行干燥处理，干燥处理的关键是制定合适的干燥基准和测定干缩系数，防止斜叶桉在干燥过程中产生皱缩和开裂等缺陷。由于斜叶桉属于难干的硬阔叶材，因此本课题研究基于前期百度实验和干燥实验结果确定合适的斜叶桉常规波动干燥基准，减少干燥过程中产生较大的含水率梯度。并根据木材烘干前后的尺寸变化得出的干缩率与木材含水率的变化之间的关系。
1、 国内外干燥桉木过程中如何改善桉木质量 国外早在1915年，Tiemann[1]就已发现桉木的皱缩现象，并持续进行深入研究，随后研究发现调湿处理可使桉木皱缩恢复，并在1934年首次提出了皱缩机理；Chafe[2－3]从20世纪80年代中期开始，也对桉木的干燥特性做了大量的研究，还提出了通过树木的选种、育种、无性繁殖来培育出无皱缩发生的木材质植株体的新型想法；Ilic[4]发现桉木的皱缩主要是由于干燥初期干燥温度过高引起的，随后将王桉木材置于－20℃ 进行预冻处理，可有效减少木材皱缩和开裂。国内江泽慧、王喜明[5]研究了桉木材性与干燥特性之间的关系：桉树木材在干燥的过程中易于产生皱缩, 低密度桉树木材一般比高密度桉树木材发生更多的皱缩。因为皱缩使得桉树木材容易发生内裂，从而降低桉木质量。并探索了冷冻预处理能有效改善桉木皱缩，提高桉木干燥质量，其机理主要有：①细胞腔中的冰融化成液态水时产生的气泡，可以缓解或消除自由水蒸发时产生的张力对木材细胞的作用；②自由水凝固成冰，体积膨胀，对细胞壁产生压应力可以增加细胞的强度；膨胀的同时会破坏纹孔膜而减少毛细管张力；③预冻处理过程中破坏纹孔膜的同时，也部分破坏薄壁细胞的细胞壁，破坏细胞的气密性，自由水的移动途径得以扩增，即在一定程度上破坏木材细胞皱缩的基本条件。刘元[6]研究了热处理对桉树皱缩的影响：热处理能在一定程度上减小皱缩给桉木带来的危害改善桉木的特性，但树种不同，效果不一。李贤军、李延军[7]等对柠檬桉和邓恩桉木材干燥特性进行了初探。同时热水和汽蒸处理也是目前木材于燥生产中常采用的预处理方式，用以提高难干木材干燥速度和干燥质量。在干燥过程中选择合适的处理方法改善桉木的皱缩开裂等缺陷，除此之外选用合适的斜叶桉波动干燥基准也可改善桉木质量。
1．1桉木常规干燥基准的制定 目前我国对桉木干燥基准研究成果有：杜国兴[8]和黄俊[9]采用百度实验法分别制定出了25mm厚窿缘桉（E .exserta F.V.M.）地板坯料和60mm厚尾赤桉木材的干燥基准；吴义强[10]采用百度实验法制定了尾叶桉、大花序桉、巨桉、邓恩桉、尾巨桉、粗皮桉、巨尾桉共７种人工林桉树木材的干燥基准；甘雪菲[11]通过百度试验法制定了巨尾桉(Eucalyptus grandis times;E. urophylla)人工林小径木的干燥基准；刁海林[12]采用百度实验法制定了25mm厚巨尾桉板材干燥基准，在实际生产过程中，推荐使用软基准。龙传文[13]采用百度试验法制定了预冻处理和未冻处理25mm厚的粗皮桉(Eucalyptus pellita)板材干燥基准；刘媛[14]采用百度实验法制定了25～30mm厚26年生大花序桉(Eucalyptus cloeziana)木材、25～30mm厚尾巨桉(Eucalyptus urophylla)幼龄材[15]和25～30mm厚的桉树无性系大径材[16]的干燥基准。
上述桉木干燥基准为常规干燥基准。常规干燥由于干燥周期短、干燥过程容易控制而广泛应用, 在干燥行业中占主导地位[17]。但对一些硬阔叶树材,常规干燥极易产生较大的含水率梯度,使木材开裂。而采用波动干燥基准,在干燥的特定阶段,采用“升温-降温-升温”的处理方式, 即升温时只是加热木材,当木材中心温度接近介质温度时, 转入降温干燥阶段。随着木材中心温度的降低,内外温度梯度变平缓时,再次升温,如此反复,降低干燥过程中木材开裂的可能性[18]。孟杨[19]在对65mm红柳桉（Shorea spp.）采用波动干燥基准，利用温度监控设备控制干燥过程的实施，可以有效地减少65mm红柳桉干燥过程中前期开裂，提高干燥速度，缩短干燥周期。官成果[20]在柞木波动干燥研究中得出5.5cm厚柞木板材的干燥速度与温度有着至关重要的关系。干燥温度越高，其干燥速度越快。但是温度越高，则木材内部含水率梯度也就越大，而相应的应力也就越大，容易产生干裂和变形。当试件干燥到一定时间后，含水率下降就非常缓慢了。此时可相应地提高干燥温度和湿度，来加快水分的蒸发和减小应力，提高干燥质量。周亚菲[21]在对落叶松小径木异型材实验室干燥工艺研究中得到高温波动基准由于始终保持高温干燥，干燥周期相对中温软基准短。高温波动基准的干燥结果均高于中温软基准、高温硬基准，因此更适合落叶松小径木单元材的干燥的结论。
1．2斜叶桉干缩系数的测定
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